ОиФ_2 / Нормативы / СП 50-102-2010

31

2 В поз. 4 h - высота первого отскока ударной части дизель-молота от воздушной подушки, определяемая по мерной рейке, м. Для предварительных расчетов допускается принимать: для штанговых молотов h = 0,6 м, для трубчатых молотов h = 0,4 м.

Таблица 7.13

7.3.8Несущую способность Fd, кН, забивной висячей сваи, работающей на вдавливающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов эталонной сваей или статическим зондированием следует определять по формуле (7.18), в которой следует

принять γc = 1.

При этом нормативное значение Fun определяют на основе частных значений предельного сопротивления сваи Fu, кН, в месте испытания грунтов эталонной сваей или зондированием, определенных в соответствии с требованиями 7.3.9, 7.3.10 или

7.3.11.

Коэффициент надежности по грунту γg определяют на основе статистической обработки частных значений предельного сопротивления сваи Fu в соответствии с 7.3.4.

7.3.9Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытания

грунтов эталонной сваей Fu, кН, следует определять:

а) при испытании грунтов эталонной сваей типа I (ГОСТ 5686) - по формуле

где γsp - коэффициент, принимаемый равным 1,25 при заглублении сваи в плотные пески независимо от их крупности или крупнообломочные грунты и равным 1,0 для остальных грунтов;

u, usp - периметры поперечного сечения сваи и эталонной сваи; Fu,sp - частное значение предельного сопротивления эталонной сваи, кН, определяемое по результатам испытания статической нагрузкой по 7.3.5;

б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III (ГОСТ 5686) - по формуле

32

h - глубина погружения натурной сваи, м;

u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Примечание - При применении эталонной сваи типа II следует проверить соответствие суммы предельных сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности эталонной сваи ее предельному сопротивлению. Если разница между ними превышает 20 %, то расчет предельного сопротивления натурной сваи должен выполняться как для эталонной сваи типа I.

Таблица 7.14

Примечания

1 Для промежуточных значений Rsp и fsp значения γcR и γcf определяют интерполяцией.

2 В случае если по боковой поверхности сваи залегают пески и глинистые грунты, коэффициент γcf

определяют по формуле

7.3.10 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке

Rs — предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

f — среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

h — глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м; u — периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи Rs кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

где β1 — коэффициент перехода от qs к Rs принимаемый по табл. 7.15 независимо от типа зонда по ГОСТ 19912;

qs — среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d — диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f, кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I — по формуле

б) при применении зондов типа II или III — по формуле

с учетом того, что в формулах (7.27) и (7.28) приняты следующие обозначения: β2, βi — коэффициенты, принимаемые по табл. 7.15;

fs — среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;

fsi — среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа; hi — толщина i-го слоя грунта, м.

Таблица 7.15

Примечание. Для винтовых свай в песчаных грунтах, насыщенных водой, значения коэффициента β1 должны быть уменьшены в два раза.

7.3.11 Несущую способность винтовой сваи, работающей на сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам статического зондирования следует определять по формуле (7.18), а частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования — по формуле (7.25), где глубина принимается уменьшенной на значение диаметра лопасти. Предельное сопротивление грунта под (над) лопастью сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (7.26). В этом случае β1 — коэффициент, принимаемый по табл. 15 в зависимости от среднего значения сопротивления грунта под наконечником зонда в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти. Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (7.27)

или (7.28).

7.3.12 Несущую способность сваи в точке зондирования Fdu, кН, определяемую без использования данных о сопротивлении грунта на муфте трения установки статического зондирования, для буровой сваи, устраиваемой в соответствии с 6.5 а, работающей на сжимающую нагрузку, вычисляют по формулам:

а) при сваях, бетонируемых насухо, равным 1; б) при бетонировании под водой, под глинистым раствором, а также при

использовании обсадных инвентарных труб равным 0,7.

7.3.13 Несущую способность Fd, кН, свай по результатам их расчетов по формуле (7.29), основанной на данных статического зондирования конусом, следует определять как среднее значение из частных значений Fdu для всех точек зондирования.

Таблица 7.16

Примечания

1 Значения R и fi для промежуточных значений qc определяют интерполяцией.

2 Приведенные в таблице значения R и fi относятся к буровым сваям диаметром 600 - 1200 мм, погруженным в грунт не менее чем на 5 м. При возможности возникновения на боковой поверхности сваи отрицательного трения значения fi для оседающих слоев принимают со знаком «минус».

3 При принятых в таблице значениях R и fi осадка сваи при расчетной нагрузке Fd не превышает 0,03d.

7.3.14Учитывая большие нагрузки, передаваемые на буровые сваи, рекомендуется параллельно с расчетом несущей способности сваи по результатам статического зондирования провести расчет в соответствии с подразделом 7.2. При расхождениях в полученных значениях несущей способности свай более 25 % следует выполнить статические испытания свай.

7.3.15При наличии на площадке данных испытаний статической нагрузкой на вдавливание от 3 до 5 забивных свай в одинаковых грунтовых условиях, а также результатов статического зондирования (шесть и более испытаний), и если результаты расчетов отличаются между собой не более чем на 25 %, несущую способность определяют по формуле

где ΣFu/n - среднее значение предельного сопротивления сваи;

γgs - коэффициент надежности по грунту, определяемый по результатам зондирования по формуле

35

где Vs - коэффициент вариации частных значений предельного сопротивления сваи, рассчитанных по данным зондирования, определяемый по ГОСТ 20522.

7.4 РАСЧЕТ СВАЙ, СВАЙНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ СВАЙНОПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

7.4.1 Расчет осадок свайных фундаментов (расчет по II-ой группе предельных состояний) допускается выполнять с использованием расчетных схем, основанных на модели грунта как линейно-деформируемой среды, при условии выполнения условия

(7.2).

Осадка одиночной висячей сваи рассчитывается в соответствии с п.7.4.2 и 7.4.3.

Осадка малой группы (n ≤ 25) висячих свай (свайного куста) рассчитывается в соответствии с п.7.4.4 и 7.4.5 по методике, учитывающей взаимное влияние свай в кусте.

Осадка большой группы висячих свай (свайного поля) может быть определена с использованием модели условного фундамента на естественном основании в соответствии с 7.4.6-7.4.9.

Осадку комбинированных свайно-плитных фундаментов рекомендуется рассчитывать по 7.4.10-7.4.14.

Полученные по расчету значения осадки свайного фундамента не должны превышать предельных значений по условию (7.4).

Расчет свай по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента следует выполнять в соответствии с приложением Г

При надлежащем обосновании допускается производить расчеты деформаций свайных фундаментов в нелинейной постановке с использованием адекватных моделей грунта и численных методов расчета.

Расчет осадки одиночной сваи

7.4.2 Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига , МПа, коэффициентом Пуассона и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига и коэффициентом Пуассона , допускается производить при и при условии , (где - длина сваи, м, - наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м) по формулам:

а) для одиночной висячей сваи без уширения пяты

36

- тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками и ;

- относительная жесткость сваи;

- жесткость ствола сваи на сжатие, МН;

- параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле

, - коэффициенты, определяемые по формуле

(7.35)

соответственно при и при ;

б) для одиночной сваи с уширением пяты или сваи-стойки

где - диаметр уширения сваи.

Расчет осадки одиночной буронабивной сваи в билинейной постановке см. приложение Е.

7.4.3 Характеристики и принимаются осредненными для всех слоев грунта в пределах глубины погружения сваи, a и - в пределах 0,5 l, т.е. на глубинах от l

до 1,5 l от верха свай, при условии, что под нижними концами свай отсутствуют глинистые грунты текучей консистенции, органо-минеральные и органические грунты.

Модуль сдвига грунта G = E0/2(1+ν) допускается принимать равным 0,4 E0 , а коэффициент kν равным 2,0.

Расчетный диаметр d для свай некруглого сечения, в частности, стандартных

где А – площадьпоперечного сечения сваи.

Расчет осадки свайного куста

7.4.4 При расчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимовлияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии a (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка N, равна

где

7.4.5 Расчет осадки i-ой сваи в группе из n свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле

где s (N) – осадка одиночной сваи, подсчитываемой по формуле (7.32);

δij – коэффициенты, рассчитываемые по формуле (7.39) в зависимости от расстояния между i-ой и j-ой сваями;

Nj – нагрузка на j-ую сваю.

В случае, когда распределение нагрузки между сваями неизвестно, формула (7.40) может использоваться для расчета взаимодействия свайного фундамента с надфундаментной конструкцией. При этом удобно использовать метод сил строительной механики.

Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента

7.4.6 Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного поля)

где sef – осадка условного фундамента;

sp – дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента;

sс – дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай.

7.4.7 Границы условного фундамента (см. рис. 1) определяют следующим образом:

Рис. 1 - Определение границ условного фундамента при расчете осадки свайных фундаментов

снизу - плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;

40

7.4.16 При проведении предварительных расчетов осадки Sксп свайно-плитных фундаментов следует учитывать , что ее величина не может превысить - осадки плитного фундамента, определенной в соответствии с методикой СП 50-101 и оказаться менее осадки свайного фундамента, полученной по схеме условного фундамента

7.5 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОЛЬШЕРАЗМЕРНЫХ КУСТОВ И ПОЛЕЙ СВАЙ

7.5.2Для моделирования верхнего строения следует учитывать в расчете жесткость конструкций как минимум примыкающего к плите этажа и определять расчетные нагрузки на его перекрытие в соответствии со статической схемой сооружения.

7.5.3Для моделирования свайного основания рекомендуется использовать адекватные упругопластические модели деформирования грунта, а также учитывать влияние устройства котлована, его ограждающих конструкций, последовательности возведения блоков сооружения, неоднородности в геологическом строении и прочих важных факторов. Размеры учитываемой при расчете свайного основания окружающей его области грунтового основания должны обеспечивать отсутствие существенного влияния граничных условий на результаты расчетов. При расчетах с использованием упругопластической модели Мора-Кулона допускается глубину расчетной области назначать также как при расчетах осадок по схеме условного фундамента подраздела раздел 7.4.

7.5.3.1 Допускается свайное основание описывать с помощью нелинейных контактных элементов податливости. Характеризующие эти элементы зависимости нагрузка - осадка для голов свай и межсвайной подошвы плиты-ростверка рекомендуется определять путем пространственного расчета свайного основания по деформациям в диапазоне нагрузок, характеризующем возможные перепады расчетных реакций в головах свай. Допускается описывать работу нелинейных контактных элементов податливости путем нескольких итераций с изменением (пересчетом) жесткостей линейных контактных элементов.

7.5.3.2 Допускается изгибаемый ростверк считать абсолютно жестким, а также заменять пространственный расчет свайного основания в целом, расчетом его характерных фрагментов.

7.5.3.3Выбор области фрагментов осуществляется путем учета симметрии напряженнодеформированного состояния (НДС) свайного основания. В свайных полях и больших свайных группах (кустах) НДС центральных зон приближенно характеризуется НДС армированной сваей ячейки, представляющей собой вертикальный объем, по оси которого располагается свая и в который входят все точки грунтового массива, лежащие к этой оси ближе, чем к любой другой. При расчете такой ячейки допустимо учитывать рассеивание напряжений в подстилающем пяту сваи грунтовом массиве. Для упрощения допускается замена многоугольной ячейки круговой с равной площадью поперечного сечения, и осуществлять расчет в плоской (2D) постановке. НДС периферийных (торцевых, угловых) зон свайного основания характеризуется путем пространственного (3D) расчета его полосовых и угловых фрагментов.

7.5.3.4При расчете свайного основания или его фрагментов следует учитывать неоднородность грунтового основания в плане и по глубине, а также возможность концентрации сдвиговых деформаций и пластического течения грунта в тонкой зоне на границе свая-грунт. При учете такой локализации допускается использовать контактные «интерфейсы» или надлежащее сгущение конечно-элементной (конечно-